Analysis of the lattice tower bracings reinforcement by their extension to closely spaced built-up members

openaccess, Vol. 630 (02) 2025 / środa, 19 lutego, 2025

Analiza wzmocnienia krzyżulców wieży kratowej przez ich rozbudowę do elementów złożonych bliskogałęziowych

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.02.02

citation/cytuj: Szafran J., Juszczyk-Andraszyk K., Kaszubska P. Analysis of the lattice tower bracings reinforcement by their extension to closely spaced built-up members. Materiały Budowlane. 2025. Volume 630. Issue 02. Pages 9-16. DOI: 10.15199/33.2025.02.02

The aimof this paper is to analyze the influence of spacing of bolted connections between branches of closely spaced built-up members on the buckling form, the value of the critical force, the magnitude of stresses and deformations.The results shows thatwith the reduction of the spacing between connections, the critical force increases.When the spacing is doubled, the stresses in the analyzed element increased by about 30%, and the deformations by about 340%. When the spacing of connections between branches is too large, separate buckling of the branches occurs.

W artykule przedstawiono analizę wpływu rozstawu połączeń śrubowych pomiędzy gałęziami przekroju bliskogałęziowego na postać wyboczenia, wartość siły krytycznej, wielkość naprężeń i deformacji. Wyniki wskazują, że wraz ze zmniejszeniem rozstawu pomiędzy połączeniami zwiększa się siła krytyczna. Przy dwukrotnie większym rozstawie, naprężenia w analizowanym elemencie wzrosły o ok. 30%, a deformacje o ok. 340%. Przy zbyt dużym rozstawie połączeń pomiędzy gałęziami dochodzi do oddzielnego wyboczenia gałęzi.
closely spaced built-up members; structure reinforcement; telecommunication.

elementy bliskogałęziowe; wzmocnienie konstrukcji; telekomunikacja.
  1. Zamorowski J, Gremza G. Wzmacnianie kratowych konstrukcji typu wieżowego. XXXIOgólnopolskiewarsztatypracyprojektantakonstrukcji,Szczyrk,24-27lutego2016r., s. 481-558.
  2. Skwarek M, Tomska D, Hulimka J, Kozłowski M. Problemy wzmacniania stalowych, kratownicowych wież telekomunikacyjnych, XXVI Konferencja Naukowo- -Techniczna Awarie Budowlane, 2013.
  3.  Lu C, Ma X, Mills JE. Modeling of retrofitted steel transmission towers. Journal of Constructional Steel Research. 2015; https://doi.org/10.1016/j. jcsr.2015.04.005.
  4. Zhuge Y, Mills JE, Ma X. Modelling of steel lattice tower angle legs reinforced for increased load capacity. Engineering Structures. 2012; https://doi. org/10.1016/j.engstruct.2012.05.017.
  5.  Qu S, Zhang B, GuoY, Sun Q, Wang Y. Ultimate strength of pinned-end dual- angle cross combined section columns under axial compression. Thin-Walled Structures. 2020; https://doi.org/10.1016/j.tws.2020.107062.
  6.  Gremza G. Analiza efektywności wzmocnienia ściskanego pręta z kątownika drugim kątownikiem. Budownictwo. 2018; https://doi.org/10.17512/znb.2017.1.09.
  7.  PN EN 1993-1-1 Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków. 2006. Polski Komitet Normalizacyjny.
  8.  Idea StatiCa, IDEA StatiCa Member – Member stability Theoretical Background https://www. ideastatica. com/support-center/idea-statica-member-theoretical- background, 2024 (accessed 28 August 2024).
  9.  Wald F. et al. Component-based finite element design of steel connections. Czech Technical University. Prague; 2021.
  10.  Słowiński K, Piekarczyk M, Dybeł P. Effect of simplified wind girder modelling onMNA-LBAanalysis of open steel tanks. International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2023; https://doi. org/10.1016/j.ijpvp.2023.104941.
  11.  Dowswell B, Vild M. Linear buckling analysis in the design of bracket plates. ce/papers EUROSTEEL. 2023; https://doi. org/10.1002/cepa.2631.
  12.  Lanczos C. An iteration method for the solution of the eigenvalue problem of linear differential and integral operators. Journal of Research of the Natural Bureau of Standards. 1950; 45: 255 – 282.
  13.  Der B, Wald F, Vild M. Fire design of steel member by component-based finite element method. ce/papers. 2024; https://doi.org/10.1002/cepa.3020.
  14.  Vild M, Chalupa V, Šabatka L, Wald F. Advanced analysis ofmembers with gusset plate joints. Modern Trends In Research on Steel. Aluminium and Composite Structures. 2021; https://doi.org/10.1201/9781003132134-48.
  15.  Slack H, Walport F, Chan HU, Wadee A, Gardner L. Aconsistent approach to the definition of initial geometric imperfections for in-plane stability design of steel moment frames. Structures. 2024; https://doi.org/10.1016/j. istruc.2024.106596.
  16.  PN EN 1993-1-8 Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-8: Projektowanie węzłów. 2006. Polski Komitet Normalizacyjny.
dr hab. inż. Jacek Szafran, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0002-6984-0193
dr inż. Klaudia Juszczyk-Andraszyk, Compact-Project.PL Sp. z o.o.
ORCID: 0009-0007-7657-8406
inż. Paulina Kaszubska, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0009-0007-3352-7377

dr hab. inż. Jacek Szafran, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0002-6984-0193

Correspondence address: jacek.szafran@p.lodz.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.02.02

Article in PDF file

Received: 25.11.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 25.11.2024 r.
Revised: 02.01.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 02.01.2025 r.
Published: 21.02.2025 / Opublikowano: 21.02.2025 r.